炼油中间油品罐区罐顶气治理

2021-01-09张亮亮中海油东方石化有限责任公司海南东方572600

化工管理 2021年8期

张亮亮(中海油东方石化有限责任公司，海南东方 572600)

0 引言

在我国工业化、城镇化逐渐推进的背景下，石油资源作为经济快速发展的重要供应能源，生产与储运过程中产生的大量可挥发性油气，不仅对生态环境造成极大影响，还会增加石油企业生产运营压力。因此，有必要对炼油中间油品罐区罐顶气治理方案进行优化与调整，尽最大可能提高油品生产与储运的安全性。

1 炼油中间油品罐区罐顶气治理方案

1.1 方案制定原则

石油化工企业一般选择与国家相关规范相符的挥发性有机液体储存设施，将低温罐、压力罐、高效密封浮顶管作为挥发性有机物质的液体储存罐。针对高浓度的挥发性有机废气，通常选用冷凝回收、吸附回收技术对气体进行回收再利用，或是采用催化燃烧、热力焚烧技术处理灌顶废气，净化达标后排放，对余热进行回收再利用。由于罐顶气治理方案中对可燃性废气浓度与氧含量监测与气体排放热值指标相符，因此将达标排放、科学规范、经济合理作为方案优化原则，将达标后的灌顶废气输送至全场燃料系统中，以此实现经济效益与社会效益的同步提升。

1.2 工艺处理及流程

1.2.1 工艺技术选择

现阶段，我国石油化工企业常用的罐顶气治理方法有吸附法、催化燃烧法、膜分离法等，同时还会结合紫外光高级氧化技术、等离子体技术等，充分发挥各种技术的优势。值得注意的是，组合技术运行维护量较大且能耗高。结合炼油中间油品罐区罐顶气原有治理方案的分析结果，并借鉴国外优秀的罐顶气治理经验，对治理环节涉及的工艺技术、现场布局、车间管理、投资估算等多项工作分析，最终将罐顶气收集增压送入全场燃料系统。此项罐顶气治理技术不仅运行能耗低，而且较为安全便捷，能够从根本上保证送入全场燃料系统中的气体与规范标准相符，实现了资源的回收再利用。

1.2.2 储罐罐顶气相连通

炼油中间油品罐区中包含各种介质的罐顶气会相互污染，所以可按照不同介质将中间油品罐区罐顶气进行分类，一般将柴油罐列为一组、高效密封的浮顶焦化柴油罐列为一组。其中，前者主要是在单台储罐油气线与罐顶油气集合线上，分别设置开关阀，后者同样采用此种方案来联通储罐罐顶气。此外，还可针对汽油罐、直馏石脑油罐、轻污油罐、重污油罐、加氢石脑油罐等进行罐顶气油气线的集合，以此充分发挥开关阀的功能与作用，为后续工艺奠定良好的基础。在此过程中，针对原油储罐与加氢原料储罐中现有的恶臭油气，可使用阻火器进行处理，同时设增压风机来保证罐顶气治理方案的科学性与运行安全性，以此充分发挥出气象连通系统的功能与作用[1]。

1.2.3 气相回收增压输送

气相回收增压输送作为罐顶气治理中回收工艺优势发挥的关键，主要是对罐顶气中的轻组分进行收集，在压力作用下输送到相应的处理系统，以此实现节约能源、避免环境污染的目标。其中的大罐抽气工艺可利用编程控制器实现流程的自动化控制，进一步满足安全保护的要求。

(1)工艺气系统

大罐抽气工艺气系统主要是利用拱顶罐罐顶与集气管线的联通关系，根据不同介质，在单台储罐油气线与罐顶油气集合线上，分别设置开关阀，并将集气支线汇集到一条集气干线上，确保集气干线能够沿着罐区与分离缓冲罐间的空路敷设，以此将罐顶废气引入到大罐抽气装置中。在此过程中，各储罐集气干线之间应保持一定的安全距离，并且经过增压后的气体应从最近的分离缓冲罐管线，进入到全场净化装置中，使得罐顶气中有价值的天然气分离出来。通常情况下，原油储罐储存压力为295～800 Pa，经过活塞气液大罐抽气处理后压力应控制在500～800 Pa 之间，为实现这一方案优化目标，可将与大罐抽气装置连锁的微差压变送器设置在罐顶，促使系统能够根据装置的压力变化情况，向微差压变送器发送相应的控制指令，当压力降至设定值时，PLC 变频系统就会控制整体停止运行。如果系统运行中出现异常，就会向工作人员发出预警，当压力回升到规范值以上，开始抽气运行，对提升罐顶气治理方案的科学合理性具有重要意义。

(2)补气系统

补气系统运行与补气阀组的工作状况有着直接关联。按照规范标准，补气阀组安装在活塞气液抽吸装置入口处的主管线上，并且补气阀组会根据装置入口压力判断是否需要进行抽气。一旦入口压力低于295 Pa，装置就会进行补气、停止抽气，此时，站内的天然气系统是主要补气气源。

(3)控制系统

单台储罐的罐顶都新建了油气支管线，在自动化控制系统的作用下，罐顶气会通过自动控制阀门向外输出，最终汇总到油气总管，在增压装置的作用下进入全场燃气系统或是低压瓦斯管网。油气支管线上设有阻火器与切断阀门，以此保证罐顶气增压回收过程的安全性与高效性。为保证石油化工企业安全生产，微差压变送器成为炼油中间油品罐区罐顶气治理的重要装置，在自动化系统控制作用下，大罐抽气会受到系统相关指令的指导作用，运用乙烯类的压力信号对大罐抽气装置运转速度进行适当调节，以此充分发挥出变频控制的优势与作用，实现了罐顶气治理的连锁控制。在提高治理方案可靠性时，还将微差压变送器装置在大罐抽气装置的入口处，以此通过二次保护来促进罐顶气各个治理环节的有序进行。与此同时，站内通讯光缆会与装置配置的接口相连接，以此将大罐抽气装置自动化控制系统的信号输入进中心控制室，从而实现炼油中间油品罐区罐顶气的远程实时治理。

(4)报警系统

大罐抽气装置预留出的接口与站内通讯光缆连接后，还可实现可燃气体泄漏的实时检测与报警，进一步提高了罐顶气治理方案的安全性与可靠性。在保证站内其他设备装置安全性、运行可靠性时，全部存在罐顶气中可燃气体泄漏风险的装置，均在相应的位置处设置可燃气体的泄漏检测，并且装置会将系统中的报警信号上传至场内中心控制系统，从而实现远程操纵。

1.3 治理效果分析

炼油中间油品罐区罐顶气治理方案效果分析，主要是从经济效益与社会效益两个方面进行。结合大罐抽气损耗气检测数据、站内拱顶罐原油沉降配套装置回收的可燃气体总量数据，其中包括液化气总量、回收轻烃产量以及天然气总量，发现经过优化后的罐顶气治理方案每年可减少大量天然气排放，综合技术路线中各种装置设备运行情况，每年可节约巨额成本，不仅降低了有价值油气的挥发损耗，而且进一步节约了消耗的能源，与原有方案相比，具有较为突出的经济效益。此外，优化后的炼油中间油品罐区罐顶气治理方案，既可以降低有用气体的损耗，有效避免气体直接排放对生态环境的污染，也为企业安全可靠运行提供有力保障，对维护经济社会与自然环境相协调发挥着至关重要的作用，所以具有较高的社会效益[2]。

2 罐顶气治理方案运行分析

2.1 运行中存在的问题

根据石油化工有机物排放系统设计的炼油中间油品罐区罐顶气治理方案，可防止超过2%氧气含量可燃性气体的排放。一般情况下，罐顶气产量较为稳定，但是在焦化装置放水期间会在瞬间产生较大的波动，进而对压力变送器的正常运行状态造成一定影响。此外，若系统存在一定故障，无法及时根据大罐抽气装置的运行情况及时开启补气或是抽气，就会造成储罐内产生压差，进而影响罐顶气治理方案运行的稳定性。

2.2 提高运行安全性的措施

为保证石油化工企业生产与运输环节的安全性，从根本上避免安全事故的发生，首先，应建立健全油品公司的监督管理机制，利用完善的工作制度保障罐顶气治理方案的有序实施。同时加强从业人员专业技能与知识的培训，以便一些自动化系统无法处理的突发问题在第一时间解决，并且促使员工在实际工作中能够真正运用已经掌握的应对措施，以此保证罐顶气治理的效果。其次，保证每个储罐都能够在规范压力范围内工作，全方位、多角度调整各装置设备正常运行的参数与技术指标，以便及时开展安全检测工作。值得注意的是，灌顶操作压力应设定在设计压力范围之外。同时，安全附件、管道阻火器、呼吸阀等装置设备应合理安装在相应系统的主要监测位置，以此达到合理控制系统工作状态的目的。在此过程中，呼吸入孔压力应大于呼吸阀压力，呼吸阀压力又大于操作压力，才能保证自动化控制系统运行的安全可靠。最后，在系统尾气进入装置处，以及每个单独的储罐相应位置处，应安装与规范标准相符的阻火器，忽视每个储罐设置相对独立的氮封系统，以此保证大罐抽气系统能够及时补气或是抽气，从根本上避免储罐内部出现负压。此外，对于氧含量与规范标准不丰富的可燃性气体，可运用原碱洗脱臭气设施作为工艺优化的装置，从而实现油气的全部回收与无呼吸阀排放，或是利用现代化科学技术手段对技术路线关键位置进行补充与提升，为炼油中间油品罐区罐顶气治理方案顺畅运行奠定坚实基础。